第10章(简)电子技术

有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。7.3有源滤波电路滤波器的分类：低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）ω|A|0ωC通带阻带A0ω|A|0ωCA0通带阻带ω|A|0ωC1A0阻阻ωC2通ω|A|0ωC1A0阻ωC2通通各种滤波器理想的幅频特性：（1）低通（2）高通（1）带通（1）带阻滤波器的用途滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。1.一阶RC低通滤波器(无源)一.低通有源滤波器CjRCjuuAiO11RCj11H11j传递函数：RC1H截止频率：幅频特性：2)(11HA++++-i+uRC+uo-此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。幅频特性：2)(11HA++++-i+uRC+uo-0.707H截止频率01|A|2.一阶有源低通滤波器uu+－A+∞i+u－uRf1RRCoi)11(ujuHuRRuf)1(1oi1o)11)(1(ujRRuHf)11)(1(1HfjRR)1(OHjAiOuuA传递函数：1fo1RRA通带增益：截止频率：)1(RCHRC1H幅频特性及幅频特性曲线uu+－A+∞i+u－uRf1RRCo传递函数：iOuuA)11)(1(1HfjRR幅频特性：21)(11)1(HfRRA缺点：阻带衰减太谩。H0.7071+Rf/R101+Rf/R1|A|10.1整流与滤波电路第十章直流电源10.2串联式稳压电路10.3集成串联式稳压电路10.4集成开关式稳压电路•电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。•整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。•滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。•稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。直流稳压电源的组成和功能整流电路滤波电路稳压电路整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo10.1整流与滤波电路1.半波整流电路二极管导通，uL=u2二极管截止,uL=0+–io+–u20时:u20时:一.单相整流电路u2uLuDt2340++++12L+uR-L1u2u220VD主要参数：IL=UL/RL=0.45u2/RLuL20t（2）输出电流平均值Io：++++12L+uR-L1u2u220VDIL）（tduULL2021（1）输出电压平均值UL：）（ttdusin22102245.0u（3）流过二极管的平均电流：uD20tURMID=ILURM=22u（4）二极管承受的最高反向电压：++++12L+uR-L1u2u220VDIL220V1212R2+Luuu·2L··－1DD22.全波整流电路+–+–原理：+–+–变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2当u2正半周时，D1导通，D2截止。当u2负半周时，D2导通，D1截止。全波整流电压波形u2uLuD1t2340uD2V22012122·uuDD22·1·+u－LLRuL20tIL=UL/RL=0.9u2/RL主要参数：（2）输出电流平均值IL：）（tduULL2021（1）输出电压平均值UL：）（ttdusin210229.0uV22012122·uuDD22·1·+u－LLRILuD20t（3）流过二极管的平均电流：ID=IL/2（4）二极管承受的最高反向电压：V22012122·uuDD22·1·+u－LLR222uURM3.桥式整流电路（1）组成：由四个二极管组成桥路++++41231u2u220V+-RLLuD21DD3D4u2正半周时:D1、D3导通，D2、D4截止+–（2）工作原理：u2ttuL++++41231u2u220V+-RLLuD21DD3D4-+u2负半周时：D2、D4导通，D1、D3截止u2ttuL输出电压平均值：UL=0.9u2输出电流平均值:IL=UL/RL=0.9u2/RL流过二极管的平均电流：ID=IL/2u2ttuL（3）主要参数：二极管承受的最大反向电压：URM=22u++++41232+43DuuDDL21LDR-1.电容滤波二、滤波电路++++412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1C（1）空载（RL=∞）时：u2tuLtuc=uL++++41232u2DCL31DD-220VD+14uuucu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。由于RL=∞，无放电回路，所以uC保持。22uuuCL（2）接入RL（且RLC较大）时u2tiDtu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。二极管中的电流uc=uL++++412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1Cuc近似估算:UL=1.2U2(b)流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短iD的峰值电流越大电容滤波电路的特点：(a)UL与RLC的关系：RLC愈大C放电愈慢UL(平均值)愈大RLC较大一般取：(T:电源电压的周期)TCRL)105(u2tiDtuc=uL++++4123LD+DLu4-R220V32DD1u21uL2.电感滤波电路电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L。输出电压平均值:UL=0.9U2对谐波分量:f越高，XL越大,电压大部分降在电感上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。对直流分量:XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上3.其它滤波电路为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。LC滤波电路++++uo+-LCu-i+++++u++u-iC-oRC12RCπ型滤波电路9.2串联式稳压电路稳压电路的作用:交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压二.稳压管稳压电路1.稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。++++UDziLRz-oU-++RUIZILIiuUZ△I△UIzminIzmax2、限流电阻的计算（1）当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由此可计算出稳压电阻的最大值。即LmaxZminZIminmax=IIUUR++++UDziLRz-oU-++RUIZILI（2）当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电阻的最小值。即LminZmaxZImaxmin=IIUUR++++UDziLRz-oU-++RUIZILImaxminRRR所以：常用的集成三端稳压器的外形及类型类型：W7800系列——稳定正电压W7805输出+5VW7809输出+9VW7812输出+12VW7815输出+15VW7900系列——稳定负电压W7905输出-5VW7909输出-9VW7912输出-12VW7915输出-15V1端:输入端2端:公共端3端:输出端123++UOW781522C311CUi1.基本使用方法+20V+15V注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。二.三端固定式集成稳压器的使用C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。2.输出正负电压—++—C21CW7812W79121CC2+-+-iUUO1O2U-+132